2012年度中国高校七大生物科技进展

12月18日，第15届“中国高等学校十大科技进展”在教育部科学技术委员会全会上揭晓，其中生物类占了7项

1998年以来，为了推动高等学校的科技创新，促进创新人才的脱颖而出，教育部科技委组织评选出高等学校十大科技进展。如今，“中国高等学校十大科技进展”已成为高校科技界的品牌，得到了广大专家学者的高度认可，也成为促进高校科技工作者多出创新成果、展示高校科技工作实力和水平、扩大高校科技工作在国际学术界影响的重要途径。

今年评出的高校十大科技进展是：安徽医科大学主持的全基因组外显子测序分析发现汗孔角化症、掌跖角化症和少毛症致病基因研究，北京大学主持的强激光场下原子分子隧道电离研究，哈尔滨工业大学主持的先进微小卫星平台技术研究，兰州大学主持的牦牛基因组及对高海拔的生命适应研究，清华大学主持的脑起搏器研究，武汉大学主持的资源三号卫星指标设计及地面处理关键技术研究和基于生物质大分子的新材料和生化品研究，厦门大学主持的重组戊型肝炎疫苗（大肠杆菌）研究，中国地质大学（武汉）主持的古—中生代之交海水温度变化与生物演化研究，中山大学主持的鼻咽癌放化综合治疗及个体化治疗基础的研究等取得重大突破的10个项目入选。

入选的七大生物科技进展项目介绍如下：

一、全基因组外显子分析发现汗孔角化症、掌跖角化症和遗传性少毛症致病基因

主持单位：安徽医科大学     主持人：张学军

汗孔角化症以皮肤角化异常为特征，无特异治疗手段，约10%患者易癌变，严重影响患者身心健康，亟须揭示其发病机理。由张学军教授领衔的安徽医科大学皮肤病学教育部重点实验室，联合深圳华大基因研究院、中南大学等，通过全基因组外显子测序分析，在既往定位的连锁区域，揭示甲羟戊酸激酶（MVK）基因是汗孔角化症常见亚型播散性浅表性光线型（DSAP）特异性致病基因，通过功能研究发现MVK通过影响皮肤角质形成细胞增殖、钙离子诱导的分化、紫外线诱导的凋亡而参与DSAP发病，阐明了DSAP的发病机理，为DSAP的基因诊断、产前诊断和遗传咨询提供了特异性分子标志，为药物研发提供了新思路。该成果发表在《Nature Genetics》2012年第9期上。

此外，该实验室利用全基因组外显子分析开展系列研究，发现COL14A1为点状掌跖角化症致病基因、EPS8L3为Marie Unna遗传性少毛症致病基因。研究明确了这两种疾病的病因，为疾病机制研究指明了方向。成果先后刊登在《Journal of Medical Genetics》2012年第9期和第12期上。

全基因组外显子分析方法将大大加快人类发现其他疾病基因的步伐，为发现病因、揭示发病机制，为疾病的产前诊断、早期预警、基因诊断及新药研发提供科学依据。

二、牦牛基因组及对高海拔的生命适应

主持单位：兰州大学    主持人：刘建全

牦牛是生长在青藏高原的特殊牛类家畜物种，对高海拔地区严寒、低氧、缺草等恶劣条件具有良好的适应能力，为藏族和其他民族的当地牧民提供了生产生活必需品，具有不可替代的生态、社会和经济地位。兰州大学刘建全教授带领的研究团队，在过去长达10年的研究中，系统调查了家养和野生牦牛的群体遗传结构式样，取得了系列研究成果，为牦牛遗传资源利用、品种改良以及理解牦牛驯化后的遗传效应提供了重要依据。

在此基础上，和合作单位一起，完成了牦牛的基因组测序，进而系统阐述了牦牛适应高原的遗传学机制，如鉴定了牦牛基因组中通过基因家族扩张等方式产生的、与能量代谢和低氧应答密切相关的新基因，鉴定了这些通路上发生特异位点变异的关键基因。该研究不仅能加速牦牛农艺重要性状的遗传分析，还能帮助人类理解和治疗高原反应和低氧导致的有关疾病。

该成果发表在2012年8月的《Nature Genetics》杂志上，并被选为该期的封面标题论文；《Science》杂志新闻部也以“What gets yaks high”为题进行了在线评论，《The Scientist》等上百家网站和杂志也对该研究进行了报道。

三、脑起搏器研究

主持单位：清华大学    主持人：李路明

脑深部刺激是通过埋植在胸前的刺激器向植入在大脑特定靶点的电极发送电脉冲来治疗大脑疾病的新方法，是帕金森病、癫痫、抑郁等疾病的首选外科疗法，对于药物成瘾等治疗有潜在的临床价值。植入人体的脑深部刺激器（俗称“脑起搏器”）是其核心装备，被美国垄断。国内相关患者超过6000万人，临床价值重大。

清华大学李路明教授领导的团队从2000年开始脑起搏器研究，经过不懈努力，攻克集成制造、测试、可靠性等技术难关，建立了由26项发明专利组成的知识产权网络，研制成功脑起搏器；进而突破了对植入体内的脑起搏器进行无线充电的技术，研制成功可充电脑起搏器。迄今，已经完成40例脑起搏器临床试验，术后最长超过3年,已经完成53例可充电脑起搏器临床试验，均取得了显著疗效。

脑起搏器的临床试验是由首都医科大学附属北京天坛医院张建国教授的团队负责，中国医学科学院北京协和医院郭毅博士、王任直教授的团队和南方医科大学珠江医院张世忠教授的团队参与完成的。

脑起搏器的研制成功标志着我国成为继美国之后全球第二个有能力研发、生产脑起搏器的国家，对我国自主高端医疗器械的研发和产业化具有极重要的示范意义。

四、基于生物质大分子的新材料和生化品

主持单位：武汉大学   主持人：张俐娜

纤维素和甲壳素是自然界中最丰富的生物质大分子，也是未来主要化工原料，但由于结构复杂，难以溶解和熔融而一直未被充分应用。武汉大学天然高分子及高分子物理课题组在张俐娜院士带领下，突破有机溶剂加热溶解高分子的传统方法，开创了纤维素、甲壳素、聚苯胺等难溶大分子在水溶剂体系低温溶解的崭新技术并提出低温溶解新机理。他们通过大量实验证据提出了大分子和溶剂小分子自组装形成低温下较稳定的水溶性氢键配体从而引起大分子溶解的新机理。该溶解过程清洁无污染，成本低廉，是真正的“绿色”工艺，被国际上评价为纤维素加工技术上的一大里程碑。基于该低温溶解体系，他们开发了一系列如纤维素、甲壳素和聚苯胺丝、膜、水凝胶和气凝胶以及具有光、电、磁和生物及分离功能的新型环保材料，并建立了材料结构与功能之间的关系。此外，他们还系统研究了80多种多糖(如香菇多糖、茯苓多糖、黑木耳多糖等)分子链构象及其构效关系。这些创新成果不仅具有较高学术水平，而且能满足国民经济发展的需求，符合国家可持续发展的战略。

相关研究成果分别发表在Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.、Macromolecules等刊物上。2012年张俐娜院士获得国际纤维素和再生资源材料领域最高奖——美国化学会Anselme Payen奖，成为半个世纪以来获得该奖的第一位中国人，也是第一位女性科学家。

五、重组戊型肝炎疫苗（大肠杆菌）的研制

主持单位：厦门大学    主持人：夏宁邵

戊型肝炎是危害人类健康的重要传染病。厦门大学等单位的科研人员经过14年的原始创新研究和产学研合作，率先发现了戊肝病毒的主要保护性抗原表位，从病毒学、免疫学和结构生物学角度系统阐明了该表位在机体抗病毒免疫过程中的作用和规律，发展出独特的原核表达技术，研制出高质量的诊断试剂以及安全、有效的基因工程疫苗，并完成了12万人大规模临床试验，在《柳叶刀》、《美国科学院院刊》、《肝脏病学》等国际著名学术杂志上陆续发表了29篇论文，取得3项7个国家的发明专利授权，成为国际公认的戊肝研究领域的前沿团队之一。

厦门大学夏宁邵教授所带领的研究团队研制的戊肝诊断试剂盒已成为国内外戊肝诊断的标准试剂盒之一，被英国、法国、德国等西方发达国家大量应用于临床诊断，2010年获得国家技术发明二等奖。2012年10月，课题组研制的戊型肝炎疫苗正式上市销售，世界上第一个商业化的戊型肝炎疫苗在我国问世。这是继乙肝疫苗、人乳头瘤病毒疫苗之后世界上第三个成功的基因工程病毒疫苗，以及第一个采用原核表达系统研制成功的病毒疫苗。

戊肝疫苗的成功证实利用大肠杆菌进行类病毒颗粒疫苗的研制是可行的，为疫苗的研制开辟了一条崭新的路径，得到国内外学术界和产业界的高度赞誉和关注。2012年该研究获得中国专利金奖。

六、古—中生代之交海水温度变化与生物演化

主持单位：中国地质大学（武汉）   主持人：赖旭龙

发生于2.52亿年前的古—中生代之交生物大灭绝是地球历史上比恐龙灭绝还严重的一次最大灭绝事件，造成了当时世界上绝大多数物种的消失，对于这一灭绝事件的原因众说纷纭。中国地质大学（武汉）研究小组与英国利兹大学、德国爱尔兰根大学等单位合作，通过对华南地区大量的海相微体化石牙形石的氧同位素分析，首次定量地构建了该时期赤道低纬度地区高精度的古海水温度的变化曲线，揭示了古—中生代之交是一个从冰室气候到温室气候转变、距今2.52亿年至2.47亿年前的早三叠世一直延续了近500万年极端高温的过程。

该研究表明古—中生代之交海水温度急剧升高，并与该时期生物大灭绝相吻合；早三叠世是地质历史时期最热的时期之一，赤道低纬度地区海平面温度最高时超过了40℃。极端的高温抑制了赤道低纬度地区大灭绝之后生态系的复苏，当时的海洋几近无法栖息，只有一些个体呈现小型化的贝类生物，大多数的鱼类及海生爬行动物被驱赶至更高的纬度地区。极端高温也造成了早三叠世煤沉积的缺乏。

本研究揭示了在极端温室条件下环境变化与生物演化的关系，证实了气候极度暖化可以是物种灭绝的一个直接的原因，并抑制生态系的发展。

本研究的主要成果于2012年分别发表于国际著名刊物《科学》（Science）和《地质学》（Geology）上。

七、鼻咽癌放化综合治疗及个体化治疗基础的研究

主持单位：中山大学   主持人：马骏

每年全球鼻咽癌新发病例的40%在中国。鼻咽癌病变部位隐蔽，来医院就诊的病人70%都是中晚期患者，转移及复发率高。国际指南推荐的中晚期鼻咽癌的标准治疗模式是不仅要在放射治疗的同时采用化疗，还要在放疗后再给予3个疗程的强化化疗。

中山大学肿瘤防治中心马骏教授团队会同复旦大学附属肿瘤医院、北京大学肿瘤医院等7家中心，完成了世界最大宗508例中晚期鼻咽癌前瞻性随机对照临床试验，发现在同时期化疗和放射治疗基础上，标准的强化化疗方案（3个疗程的“顺铂+氟尿嘧啶”）不能提高患者的生存率；而且，病人的毒副反应大，治疗周期延长3个月，患者难以承受。在此基础上，马骏教授团队会同四川大学华西医院，通过microRNA芯片检测465例鼻咽癌组织标本，发现一组由5个microRNA构成的分子标签能较好预测治疗效果。

以上研究内容先后在国际权威期刊英国的《柳叶刀肿瘤学》上进行快速报道（Lancet Oncol 2012，13:163-71及2012，13:633-41）。该研究被Nature China网站以亮点文章予以推荐。国际知名评估生物医学顶级文献的专业网站Faculty of 1000确认：该项研究为医学文献中2%的顶级文献。

其意义在于：在临床上可使患者避免过度治疗，有效地利用医疗资源，为鼻咽癌的个体化治疗奠定了基础，对未来相关靶向药物的研发开辟了新的思路。